SfAp参与调控白背飞虱的翅发育

【目的】Apterous(Ap)属于LIM结构域家族的发育调控蛋白。本研究旨在探究Ap基因在白背飞虱Sogatella furcifera翅发育中的作用。【方法】基于白背飞虱基因组和转录组数据库,采用RT-PCR验证SfAp的cDNA序列并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测SfAp在白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、胸、腹、足、翅、体壁、脂肪体和肠道)中的表达量;通过RNAi技术靶向沉默3龄若虫SfAp后观察白背飞虱的生长发育情况,并统计RNAi后的存活率、总死亡率和翅畸形率,采用RT-qPCR测定翅发育信号通路关键基因(鞣化激素基因SfBurs-α和SfBurs-β、Hippo信号通路基因SfHippo和SfSal、Wnt信号通路基因SfWg、Hedgehog信号通路基因SfHh和SfDpp及SfHOW)的表达量。【结果】克隆获得了白背飞虱SfAp(GenBank登录号:PP901867)的开放阅读框,长1287 bp,编码428个氨基酸的蛋白质,其编码蛋白质预测的分子量为47.41 kD,理论等电点为8.99,SfAp含有典型的LIM保守结构域;SfAp与褐飞虱Nilaparvata lugens的NlAp亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达84.86%。发育表达谱结果显示,SfAp在4龄若虫前表达量较高,随后逐渐下降,到5龄第3天若虫期表达量显著升高,成虫羽化后表达量下降;组织表达谱结果表明,SfAp在成虫胸部中表达量最高,其次是在腹部、脂肪体和肠道中高量表达。显微注射dsSfAp导致羽化成虫表现出翅不伸展及畸形,并且翅发育相关基因SfBurs-α,SfBurs-β,SfHippo,SfSal,SfWg,SfHh,SfDpp和SfHOW的表达也被显著抑制。【结论】SfAp通过影响翅发育信号通路关键基因的表达量,进而影响白背飞虱的翅伸展及发育过程。